DE19720670A1 - Regelventil - Google Patents

Regelventil

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DE19720670A1
DE19720670A1 DE1997120670 DE19720670A DE19720670A1 DE 19720670 A1 DE19720670 A1 DE 19720670A1 DE 1997120670 DE1997120670 DE 1997120670 DE 19720670 A DE19720670 A DE 19720670A DE 19720670 A1 DE19720670 A1 DE 19720670A1
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Martin Dipl Ing Derleth
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Mahle Behr GmbH and Co KG
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00485Valves for air-conditioning devices, e.g. thermostatic valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/14Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/08Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks
    • F16K11/085Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks with cylindrical plug
    • F16K11/0856Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks with cylindrical plug having all the connecting conduits situated in more than one plane perpendicular to the axis of the plug

Description

Die Erfindung betrifft ein Regelventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 43 24 749 ist ein gattungsgemäßes Regelventil mit einer zylin­ derförmigen Ventilkammer mit wenigstens einem Zulauf und wenigstens zwei Abläufen und mit einem in der Ventilkammer drehbar angeordnetem Ventilkörper bekannt das in einem Flüssigkeits-Kühlsystem einer Verbren­ nungskraftmaschine eines Kraftfahrzeuges einsetzbar ist. Das Regelventil dient zur wasserseitigen Regelung des Heizkörpers, wobei durch Drehen des Ventilkörpers in der Ventilkammer die in Umfangsrichtung benachbart angeordneten Zu- und Abläufe geschlossen und geöffnet werden. Nachteilig an diesem bekannten Regelventil ist, daß die einzelnen Zu- oder Abläufe bereits bei kleinen Drehwinkeln des Ventilkörpers vollständig geschlossen oder geöffnet werden. Die Regelung der Durchflußmenge durch einen Zu- oder Ablauf ist dementsprechend grob.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung ein verbessertes Regelventil bereitzustellen, das insbesondere eine feinere Re­ gulierung der Durchflußmenge erlaubt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein gattungsgemäßes Regelventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.
Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Regelventils besteht darin, daß der Regelbereich sich über große Drehwinkel des Ventilkörpers erstrec­ ken kann. Dieser Bereich kann 180° oder mehr betragen, in dem der Dreh­ winkel zwischen der ersten Stellung, in der der Zu- oder Ablauf, der der Ventilfläche des Ventilkörpers zugeordnet ist, ausschließlich mit einer ersten Hälfte der Ventilkammer verbunden ist und der zweiten Stellung, in der der Zu- oder Ablauf ausschließlich mit einer zweiten Hälfte der Ventilkammer verbunden ist, 180° oder mehr beträgt.
Mit dem erfindungsgemäßen Regelventil wird beispielsweise der Durchfluß von einem Zulauf zu einem in Zylinderachsrichtung beabstandeten Ablauf geregelt, wobei der Ventilkörper die Zulauf- oder Ablauföffnung nicht ver­ schließt oder verengt, sondern die Ventilkammer wenigstens in zwei Teilbe­ reiche teilt, so daß nur ein Teil des zu regelnden Flusses vom Zulauf zum Ablauf fließen kann. Aufgrund des großen Drehwinkels zwischen der ersten und zweiten Stellung des Ventilkörpers ist der Regelbereich entsprechend groß und damit eine exakte Feinregelung des Durchflusses möglich.
Das erfindungsgemäße Regelventil kann eine geringe Baugröße aufweisen und kann daher bevorzugt beispielsweise in den Wasserkasten eines Heil­ körpers integriert werden.
Durch die Form des Randbereichs der Ventilfläche kann eine bestimmte Re­ gelcharakteristik über den Regelbereich erreicht werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängi­ gen Ansprüche.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung beschreibt der Umfangs­ rand der Ventilfläche eine Ellipse, deren kleine Achse dem Innendurchmes­ ser der Ventilkammer entspricht und deren Ellipsenmittelpunkt in axialer Richtung in etwa auf Höhe des zugeordneten Zu- oder Ablaufs angeordnet ist, wobei bevorzugt die Ventilfläche eine ebene Fläche bildet. Die Ventilflä­ che ist dann eine schräg in der Ventilkammer angeordnete Ellipse, die mit der Zylinderachse einen Winkel α einschließt wobei sin α dem Verhältnis von kleiner zu großer Halbachse entspricht, so daß der Umfangsrand bei der Drehung des Ventilkörpers an der Innenwand der Ventilkammer anliegt. Ein derartiges Regelventil zeichnet sich durch besonders einfache Herstell­ barkeit aus. Der Regelbereich beträgt 180°.
Zur Betätigung des Regelventils ist der Ventilkörper bevorzugt auf einer über eine Stellvorrichtung, die beispielsweise einen Schrittmotor aufweist, an­ treibbaren Betätigungswelle angeordnet, die koaxial mit der Zylinderachse ist.
Um den Durchfluß durch einen weiteren Zu- oder Ablauf regeln zu können, weist der Ventilkörper eine weitere, zweite Ventilfläche auf, die zur ersten axial versetzt angeordnet ist, so daß die Ventilkammer dann dreigeteilt ist.
Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist Gegen­ stand der abhängigen Ansprüche 6 bis 12.
Ein Regelventil in der Ausgestaltung gemäß Anspruch 6 findet insbesondere in Heizungs- oder Klimaanlagen eines Kraftfahrzeuges Verwendung. Der der ersten Ventilfläche zugeordnete Zulauf und der diesem benachbarte, der zweiten Ventilfläche zugeordnete Ablauf sind dabei dem Motor zugeordnet und der weitere Zu- und Ablauf dem Heizkörper. In einer ersten Stellung des Ventilkörpers sind dann der motorseitige Zulauf und der motorseitige Ablauf kurzgeschlossen und der heizkörperseitige Zulauf und heizkörperseitige Ablauf von dem Kühlmittelfluß getrennt. In dieser Stellung ist der Heizkörper also ausgeschaltet. Wenn der Ventilkörper, ausgehend von dieser ersten Stellung um 180° verdreht wird, liegt der umgekehrte Fall vor, so daß dann der motorseitige Zulauf von dem motorseitigen Ablauf getrennt ist und das Kühlmittel von dem motorseitigen Zulauf zum heizkörperseitigen Ablauf strömen kann, den Heizkörper durchströmt und dann über den heizkörper­ seitigen Zulauf durch einen Teil der Ventilkammer zum motorseitigen Ablauf strömt. Der Heizkörper ist dann voll eingeschaltet. Zwischen diesen beiden Stellungen des Ventilkörpers kann der Kühlmitteldurchsatz durch den Heiz­ körper kontinuierlich geregelt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Ventilkörper als einstückiges Formteil ausgebildet, insbesondere bevorzugt als Hohlzylinder, dessen stirnseitigen Enden durch die Ventilflächen verschlossen sind und dessen eine Zylindermantelhälfte, die auf der Seite, auf der die Ventilflächen ihren größten Abstand haben, liegt, weggeschnitten ist, so daß zwischen dem motorseitigen Zulauf und dem motorseitigen Ablauf ein Kurzschluß möglich ist.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Regelventils mit zwei Ventilflächen sind die Ventilflächen in Längsrichtung der Betätigungs­ welle verschiebbar angeordnet, wobei bevorzugt der Abstand der beiden Ventilflächen gegen eine Rückstellkraft eines Rückstellelements, beispiels­ weise einer Schraubfeder, vergrößerbar ist. Dadurch können sprunghafte, motorseitige Änderungen des Volumenstroms in ihrer Wirkung auf den Vo­ lumenstrom auf den Heizkörper gedämpft werden, wodurch eine Einsparung des Regelaufwands erreicht werden kann. Dies geschieht dadurch, daß bei sprunghaftem Anstieg des motorseitigen Volumenstroms durch den Druck des Kühlwassers die Ventilfläche gegen die Rückstellkraft des Rückstellele­ ments derart axial verschoben wird, daß die Verbindung zu dem heizkörper­ seitigen Ablauf verkleinert wird und dadurch der Volumenstrom durch den Heizkörper in einem geringeren Maße ansteigt als der motorseitige Volu­ menstrom.
Wenn der Heizkörper zur unterschiedlichen Temperierung der linken und rechten Fahrzeuginnenraumhälfte für eine Rechts-/Linkstrennung ausgelegt ist, indem der Heizkörper von zwei unterschiedlichen Volumenströmen durchströmbar ist, kann die Volumenstromaufteilung im Heizkörper durch das erfindungsgemäße Regelventil mit bewerkstelligt werden. Dazu ist dir heizkörperseitige Zulauf bzw. Ablauf gemäß Anspruch 11 in zwei Teilzuläufe aufgeteilt, und die Teilzuläufe sind über einen zweiten Ventilkörper gegen­ läufig regelbar. Beispielsweise ist die Regelung derart, daß wenn ein erster der Teilzuläufe geschlossen ist, der zweite voll geöffnet ist und umgekehrt.
Zwischen diesen beiden Extremregelungen ist dann jede Regelung kontinu­ ierlich einstellbar.
Bevorzugt ist dabei der zweite Ventilkörper als Hohlzylinder ausgebildet, der in der Ventilkammer drehbar angeordnet ist und dessen Hohlzylinderwand jeweils den Teilzuläufen zugeordnete, schlitzartige Durchtrittsöffnungen auf­ weist, deren Schlitzbreite sich in Umfangsrichtung ändert. Durch Drehen des zweiten Ventilkörpers in eine bestimmte Richtung wird einer der Teilzuläufe langsam geschlossen und der andere langsam geöffnet.
Ausgestaltungen des Regelventils mit geeigneten Stellantrieben sind Ge­ genstand der weiteren Ansprüche 13 bis 17.
Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Regelventil in einer Heizungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges verwendet, wobei das Regelventil mit Vorteil in einen Heizkörper der Heizung- oder Klimaanlage integriert sein kann, beispielsweise im Wasserkasten, in der Rohrgruppe, am Heizkörper befestigt oder am Heiz/Klimagerät befestigt oder integriert. Das Regelventil kann somit platzsparend vorgesehen sein.
lm folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Regelventils mit auf­ geschnittener Ventilkammer und teilweise aufgeschnittenen Zu- und Abläufen;
Fig. 2 eine Ansicht wie Fig. 1 aus einer anderen Perspektive;
Fig. 3 einen Ventilkörper des Regelventils;
Fig. 4 eine andere Ausführungsform des Regelventils.
Ein in der Zeichnung dargestelltes, erfindungsgemäßes Regelventil 10 weist eine zylinderförmige Ventilkammer 12 mit wenigstens einem, bevorzugt zwei Zuläufen 14, 16 und wenigstens zwei Abläufen 18, 20 auf. In der Ventilkam­ mer 12 ist ein um die Zylinderachse drehbarer Ventilkörper 22 angeordnet. Die Abläufe 18, 20 sind in Zylinderachsrichtung beabstandet von dem Zulauf 14 bzw. 16 angeordnet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 ist der Zulauf 14 dem Ablauf 20 in Zylinderachsrichtung unmittelbar benachbart und Zu- und Ablauf 14 und 20 erstrecken sich bevorzugt in der­ selben radialen Richtung von dem Ventilkörper 12 weg. Der Zulauf 14 und Ablauf 20 sind in Zylinderachsrichtung zwischen dem Zulauf 16 und dem Ablauf 18 angeordnet. Die Zu- und Abläufe sind gebildet aus in der Zeich­ nung dargestellten Anschlußstücken 21, auf die beispielsweise ein Schlauch oder dergleichen aufsteckbar ist.
Der Ventilkörper 22 weist eine Ventilfläche 24 auf (s. auch Fig. 3), die flä­ chenmäßig größer ist als eine senkrecht zur Zylinderachse der Ventilkam­ mer 12 liegende Querschnittsfläche der Ventilkammer 12. Ein Umfangsrand 26 der Ventilfläche 24 liegt abdichtend an einer Innenwand 28 der Ventil­ kammer 12. Die Ventilfläche 24 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel dem Zulauf 14 zugeordnet, so daß bei Drehung des Ventilkörpers 22 der Zulauf 14 von dem Umfangsrand 26 überstrichen wird.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis 3 bildet die Ventilfläche 24 eine ebene Fläche in Form einer Ellipse, die mit der Zylinderachse einem Winkel α einschließt, wobei sin α gleich dem Verhältnis von kleiner Halb­ achse kHA zu großer Halbachse gHA ist, also
sin α = kHA/gHA.
Die kleine Halbachse kHA entspricht dem Innendurchmesser R der Ventil­ kammer 12. Mit diesen Bedingungen ist sichergestellt, daß der Umfangsrand 26 abdichtend an der Innenwand der Ventilkammer 12 anliegen kann.
Wenn die Ausdehnung W des der Ventilfläche 24 zugeordneten Zulaufs 14 in Zylinderachsrichtung so groß ist, daß die Gleichung
cos α = (W/2)/ghA
erfüllt ist und der Ellipsenmittelpunkt M in axialer Richtung in etwa auf Höhe des zugeordneten Zulaufs 14 angeordnet ist, ist gewährleistet, daß bei Dre­ hung des Ventilkörpers der gesamte Öffnungsquerschnitt des Zulaufs 14 von dem Umfangsrand 26 überstrichen wird, so daß in der in Fig. 1 dargestell­ ten Stellung der Zulauf 14 ausschließlich mit einem ersten Teilbereich 30 der Ventilkammer 12 verbunden ist, so daß eine Verbindung zwischen dem Zulauf 14 und dem Ablauf 18 besteht. Durch Drehen ist der Ventilkörper 22 in eine zweite Stellung bringbar, in der der Zulauf 14 ausschließlich mit ei­ nem zweiten Teilbereich 32 der Ventilkammer 12 verbunden ist, wobei dann in dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 der Zulauf 14 mit dem Ablauf 20 verbunden ist.
Der Ventilkörper 22 ist auf einer über eine - nicht näher dargestellte - Stell­ vorrichtung, die beispielsweise einen Schrittmotor aufweist, antreibbaren Betätigungswelle 34 angeordnet. Die Betätigungswelle 34 liegt koaxial zur Zylinderachse.
Bevorzugt ist dem Ablauf 20 eine weitere, zweite Ventilfläche 36 zugeordnet, die zur ersten Ventilfläche 24 axial beabstandet angeordnet ist, so daß die Ventilkammer dann in drei Teilbereiche, 30, 32, 38 aufgeteilt ist. Die zweite Ventilfläche 36 ist zur ersten Ventilfläche 24 um 180° verdreht auf der Betä­ tigungswelle 24 angeordnet und schließt mit dieser den gleichen Winkel α ein und ist ansonsten analog der ersten Ventilfläche elliptisch ausgebildet.
Bevorzugt ist der Ventilkörper 22 als einstückiges Formteil, wie in Fig. 3 ge­ zeigt, ausgebildet. Wie in den Fig. 1 und 2 zu erkennen ist, ist der Ventil­ körper 22 als Hohlzylinder ausgebildet, dessen stirnseitige Enden durch die Ventilflächen 24 und 36 verschlossen sind und dessen eine Zylindermantel­ hälfte, die auf der Seite, auf der die Ventilflächen 24 und 36 ihren größten Abstand haben, liegt, weggeschnitten ist. In Fig. 3 ist dies die obere Hälfte des Zylindermantels des Ventilkörpers 22.
Das erfindungsgemäße Regelventil funktioniert wie folgt:
Der Zulauf 14 und der Ablauf 20 bilden die motorseitigen Kühlmittelanschlüs­ se und der Zulauf 16 und der Ablauf 18 die heizkörperseitigen Anschlüsse. In der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Stellung des Ventilkörpers 22 ist der Heizkörper voll eingeschaltet, wobei das vom Motor erhitzte Kühlmittel durch den Zulauf 14 in die Ventilkammer 12 einströmt und über die Ventilfläche 24 dem Ablauf 18 zugeführt wird, wie dies durch die Pfeile 40 und 42 dargestellt ist (Fig. 2). Nach Durchfluß durch den Heizkörper fließt das Kühlmittel zurück zum Ventilkörper 12 über den Zulauf 16 in Pfeilrichtung 44. Die Ventilfläche 36 befindet sich in einer Stellung, in der eine vollständige Verbindung zwi­ schen dem Zulauf 16 und dem Ablauf 20 besteht, so daß das Kühlmittel in Pfeilrichtung 46 über den Ablauf 20 zum Motor zurückströmen kann.
Wenn der Ventilkörper 22 gegenüber dieser Stellung um 180° verdreht ist, strömt das vom Motor kommende Kühlmittel vom Zulauf 14 in den Ventil­ kammerteilbereich 32 und von dort zu dem Ablauf 20, so daß der Zulauf 14 mit dem Ablauf 20 kurzgeschlossen ist und das erhitzte Kühlmittel den Heiz­ körper nicht durchströmt. Der Heizkörper ist dann abgeschaltet. Zwischen diesen beiden Stellungen des Ventilkörpers 22 ist jede beliebige Zwischen­ stellung möglich, so daß nur ein Teilstrom den Heizkörper durchläuft und der restliche Teilstrom über den Ablauf 20 unmittelbar zum Motor zurückfließt. Auf diese Weise wird die Temperatur des Heizkörpers wasserseitig geregelt. Für die Regelung mit dem erfindungsgemäßen Regelventil steht dazu ein Regelbereich von 180° zur Verfügung. Es ist auch möglich, durch eine ent­ sprechende Gestaltung des Ventilflächenrandbereichs zum einen einen Re­ gelbereich, der mehr als 180° beträgt und zum anderen eine gewünschte Regelcharakteristik über den Regelbereich zu erreichen.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel, das schematisch in Fig. 4 darge­ stellt ist, sind die beiden Ventilflächen 24 und 36 des Ventilkörpers 22 in Längsrichtung der Betätigungswelle 34 verschiebbar angeordnet, wobei der Abstand der beiden Ventilflächen 24 und 36 in Längsrichtung der Zylinder­ achse gegen eine Rückstellkraft eines Rückstellelements, beispielsweise einer Schraubenfeder 50 vergrößerbar ist. Dadurch können motorseitige, sprunghafte Änderungen des Volumenstroms des Kühlmittels in ihrer Wir­ kung auf den Volumenstrom durch den Heizkörper selbsttätig gedämpft oder gar beseitigt werden, indem bei erhöhtem motorseitigem Volumenstrom die vom Kühlmittel angeströmte Ventilfläche 24 sich axial derart verschieben kann, daß der Durchfluß vom Zulauf 14 zum Ablauf 18 verringert ist. Durch diese kühlmitteldruckabhängige axiale Verschiebung der Ventilfläche 24 und die damit selbsttätige Regelung, kann ansonsten notwendiger Regelaufwand eingespart werden.
Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel enthält eine weitere Variante, wonach der heizkörperseitige Zulauf 16 in zwei Teilzuläufe 52 und 54 aufge­ teilt ist und die Teilzuläufe 52 und 54 über einen zweiten Ventilkörper 56 gegenläufig derart regelbar sind, daß wenn ein erster der Teilzuläufe, bei­ spielsweise 52, geschlossen ist, der zweite Teilzulauf 54 voll geöffnet ist und umgekehrt. Durch Drehen des zweiten Ventilkörpers 56 ist jede Zwischen­ stellung möglich. Anstelle des Zulaufs 16 könnte auch der heizkörperseitige Ablauf 18 in zwei Teilzuläufe aufgeteilt sein.
Bevorzugt ist der zweite Ventilkörper 56 als Hohlzylinder ausgebildet, der in der Ventilkammer 12 drehbar angeordnet ist und dessen Hohlzylinderwand 58 zwei, jeweils den Teilzuläufen 52 und 54 zugeordnete, schlitzartige Durchtrittsöffnungen 60 und 62 aufweist, deren Schlitzbreite S sich in Um­ fangsrichtung gegenläufig ändert. Der zweite Ventilkörper 56 ist über eine zweite Betätigungswelle 64 drehbar, so daß durch Drehen des zweiten Ventilkörpers 56 in Pfeilrichtung 66 der erste Teilzulauf 52 langsam ge­ schlossen und der zweite Teilzulauf 54 langsam geöffnet wird. Dadurch kön­ nen unterschiedliche Bereiche des Heizkörpers mit einer unterschiedlichen Menge des ersten Kühlmittels beaufschlagt werden, so daß mit dem erfin­ dungsgemäßen Regelventil gleichzeitig eine einfache Regelung einer rechts-/links-Temperatureinstellung möglich ist.
Bei Kenntnis der Abstimmung der durch die unterschiedlichen Öffnungen der Teilzuläufe 52 und 54 bewirkten Druckabfälle in beiden Rückläufen des Heizkörpers und deren Einfluß auf die Differenztemperaturen zwischen lin­ kem und rechtem Heizkörper genügt ein Temperatursensor am linken oder rechten Heizkörperluftstrom zur Ist-Wertverfolgung. Die zweite Betätigungs­ welle kann beispielsweise mechanisch über eine Kurvenscheibe und/oder über einen Bowdenzug oder elektrisch über einen Stellmotor oder pneuma­ tisch betätigt werden.
Wenn zum Betätigen der Ventilkörper Stellvorrichtungen vorgesehen sind weisen diese bevorzugt einen Stellantrieb auf, der beispielsweise elektromo­ torisch oder pneumatisch antreibbar ist. Die Stellantriebe sind bevorzugt mit Energie des durch die Zu- und Abläufe bzw. die Ventilkammer strömenden Mediums versorgbar. Die Stellantriebe können in oder an den Ventilkörpern angeordnet sein. Alternativ können die Stellantriebe koaxial oder in einem Winkel zur dem jeweiligen Ventilkörper zugeordneten Betätigungswelle an­ geordnet sein und diese antreiben.
Es sei bemerkt daß die in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbei­ spiele lediglich beispielhaft sind und die Zu- und Abläufe 14 bis 20 prinzipiell in beliebigen Winkeln an dem Ventilkörper 12 und in beliebigen Winkeln zueinander angeordnet sein können. Es muß lediglich gewährleistet sein daß die einzelnen Zu- und Ablaufanschlüssen 21 jeweils einen axialen Ab­ stand zueinander aufweisen. Die Anordnung der Ventilflächen 26 und 36 auf der Betätigungswelle 34 muß dann gegebenenfalls entsprechend angepaßt sein. Wenn beispielsweise der Zulauf 14, in Längsrichtung der Ventilkammer 12 gesehen, in einem rechten Winkel gegenüber dem Ablauf 20 angeordnet ist, muß die Ventilfläche 36 gegenüber der Ventilfläche 26 auf der Betäti­ gungswelle in entsprechender Weise verdreht angeordnet sein, hier um ei­ nen Winkel von 90°.
In Bezug auf die Zylinderachse müssen die Zu- und Abläufe nicht notwendi­ gerweise einen rechten Winkel mit dieser einschließen, wie in den Ausfüh­ rungsbeispielen gezeigt. Jeder beliebige Winkel ist realisierbar. So ist es denkbar, daß beispielsweise die in Fig. 1 dargestellten äußeren Anschlüsse 21, die den Zulauf 16 und Ablauf 18 bilden, eine Fortsetzung der Ventil­ kammer bilden und mit der Zylinderachse einen Winkel von etwa 0° ein­ schließen. Die inneren Anschlüsse 21, die den Zulauf 14 und den Ablauf 20 bilden, können bevorzugt an der Ventilkammer derart angeordnet sein, daß sie eine V-Form bilden. Dann stoßen die zugeordneten Ventilflächen 24 und 36 nahezu aneinander, so daß insgesamt Bauraum eingespart werden kann und dennoch Platz genug vorhanden ist, um beispielsweise Schläuche oder dergleichen Leitungselemente über die Anschlüsse 21 stülpen zu kön­ nen.

Claims (19)

1. Regelventil, insbesondere für einen wasserseitig regelbaren Heizkör­ per einer Heizungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges, mit ei­ ner zylinderförmigen Ventilkammer (12) mit wenigstens einem Zulauf (14; 16) und wenigstens zwei Abläufen (18 und 20) und mit einem in der Ventilkammer (12) drehbar angeordneten Ventilkörper (22), da­ durch gekennzeichnet,
  • - daß die Abläufe (18 und 20) in Zylinderachsrichtung von dem Zulauf (14; 16) beabstandet sind
  • - daß der Ventilkörper (22) wenigstens dem Zu- (14) oder einem der Abläufe (20) zugeordnet ist,
  • - daß der Ventilkörper (22) wenigstens eine Ventilfläche (24; 36) auf­ weist, die flächenmäßig größer ist als eine senkrecht zur Zylinderach­ se der Ventilkammer (12) liegende Querschnittsfläche der Ventilkam­ mer (12) und
  • - daß ein Umfangsrand (26) der Ventilfläche (24) abdichtend an der Innenwand (28) der Ventilkammer (12) anliegt und bei Drehung des Ventilkörpers (22) um 360° der zugeordnete Zu- (14) bzw. Ablauf (20) von dem Umfangsrand (26) überstrichen wird,
  • - so daß durch den Ventilkörper (22) die Ventilkammer (12) wenig­ stens zweigeteilt ist und der Ventilkörper (22) durch Drehen von einer ersten Stellung, in der der Zu- (14) bzw. Ablauf (20) ausschließlich mit einem ersten Teilbereich (30 bzw. 38) verbunden ist, über beliebige Zwischenstellungen in eine zweite Stellung, in der der Zu- (14) oder Ablauf (20) ausschließlich mit einem zweiten Teilbereich (32) der Ventilkammer (12) verbunden ist, bringbar ist.
2. Regelventil nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangsrand (26) der Ventilfläche (24) eine Ellipse beschreibt, deren kleine Halbachse (kHA) dem Innendurchmesser (R) der Ventilkammer (12) entspricht und deren Ellipsenmittelpunkt (M) in axialer Richtung in etwa auf Höhe des zugeordneten Zu- (14) bzw. Ablaufs (20) ange­ ordnet ist.
3. Regelventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilfläche (26) eine ebene Fläche in Form einer Ellipse bildet, die mit der Zylinderachse einen Winkel (α) einschließt wobei sin α gleich dem Verhältnis von kleiner (kHA) zu großer Halbachse (gHA) ist.
4. Regelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 31 dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ventilkörper (22) auf einer über eine Stellvorrich­ tung antreibbaren Betätigungswelle (34) angeordnet ist, die koaxial mit der Zylinderachse ist.
5. Regelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 41 dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ventilkammer (12) einen weiteren, zweiten Zulauf (16) aufweist und daß der Ventilkörper (22) eine weitere, zweite Ven­ tilfläche (36) aufweist, die zur ersten axial versetzt angeordnet ist, so daß die Ventilkammer (12) dreigeteilt ist und daß nur einer der Zuläu­ fe (14) und einer der Abläufe (20) jeweils einer Ventilfläche (24 bzw. 36) zugeordnet ist.
6. Regelventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Ventilfläche (36) um etwa 180° zur ersten Ventilfläche (24) verdreht auf der Betätigungswelle (34) angeordnet ist und daß einer der Zuläufe (14) und einer der Abläufe (20) benachbart sind und sich in derselben radialen Richtung von dem Ventilkörper (12) wegerstrec­ ken und der Zulauf (14) und der Ablauf (20) jeweils einer Ventilfläche (24 bzw. 36) zugeordnet sind.
7. Regelventil nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ventilkörper (12) als einstückiges Formteil ausge­ bildet ist.
8. Regelventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (12) als Hohlzylinder ausgebildet ist, dessen stirnseitiger Enden durch die Ventilflächen (24 und 36) verschlossen sind und dessen eine Zylindermantelhälfte weggeschnitten ist, die auf der Seite, auf der die Ventilflächen (24 und 36) ihren größten Abstand haben, liegt.
9. Regelventil nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden Ventilflächen (24 und 36) des Ventilkörpers (12) in Längsrichtung der Betätigungswelle (34) verschiebbar ange­ ordnet sind.
10. Regelventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der beiden Ventilflächen (24 und 36) in Längsrichtung der Betätigungswelle (34) gegen eine Rückstellkraft eines Rückstellele­ ments (50), beispielsweise einer Schraubenfeder (50), vergrößerbar ist.
11. Regelventil nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der nicht dem Ventilkörper (22) zugeordnete Zulauf (16) oder Ablauf (18) in zwei Teilzuläufe (52 und 54) aufgeteilt ist und die Teilzuläufe (52 und 54) über einen zweiten Ventilkörper (56) ge­ genläufig regelbar sind.
12. Regelventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ventilkörper (56) als Hohlzylinder (58) ausgebildet ist, der in der Ventilkammer (12) drehbar angeordnet ist und dessen Hohlzylin­ derwand zwei, jeweils den Teilzuläufen (52 und 54) zugeordnete, schlitzartige Durchtrittsöffnungen (60 und 62) aufweist, deren Schlitz­ breite (S) sich in Umfangsrichtung ändert.
13. Regelventil nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stellvorrichtung einen Stellantrieb aufweist, der beispielsweise elektromotorisch oder pneumatisch antreibbar ist.
14. Regelventil nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der zweite Ventilkörper über einen weiteren Stellan­ trieb betätigbar ist.
15. Regelventil nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stellantriebe mit Energie des durch die Zu- und Abläufe bzw. die Ventilkammer strömenden Mediums versorgbar sind.
16. Regelventil nach einem der Ansprüche 4 bis 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der oder die Stellantriebe in oder an dem oder den Ventilkörpern angeordnet sind.
17. Regelventil nach einem der Ansprüche 4 bis 151 dadurch gekenn­ zeichnet, daß der oder die Stellantriebe koaxial oder in einem Winkel zur dem jeweiligen Ventilkörper zugeordneten Betätigungswelle an­ geordnet sind.
18. Heizungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges mit einem Regel­ ventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
19. Heizungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (10) in einen Heizkörper der Heizungs- oder Klimaanlage integriert ist.
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